DE2908269C2 - Salzsäure-Elektrolysezelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Salzsäure-Elektrolysezelle mit einer Vielzahl von vertikal angeordneten, bipolaren Elektroden in Elektrodenrahmen und mit zwischen den Elektroden angeordneten Diaphragmen zur Bildung r> von Anolyt- und Katholyträumen, wobei die filterpressenartig aufgebaute Elektrolysezelle stirnseitig mit je einer Druckplatte versehen ist, mindestens ein Stromführungselement die Druckplatte isoliert durchdringt und in der ersten bzw. letzten Elektrode befestigt ist, v> wobei die Elektrolysezelle Zufluß- und Abflußeinrichtungen für die Electrolyte und Produkte aufweist und Kanäle in den Elektrodenrahmen mit den Zufluß· und Abflußeinrichtungen in Verbindung stehen.
Salzsäureelektrolysezellen dienen der Zerlegung von v, Salzsäure mittels elektrischem Strom in Wasserstoff und Chlor.

Das Stromführungselement wird mit einer Stoffbuchspackung in der jeweiligen Druckplatte geführt und gleichzeitig auch abgedichtet. Es besteht wie die wi Elektroden aus Graphit und ist in die erste bzw. letzte Elektrode eingeschraubt. Zwischen der Druckplatte und der nächsten Elektrode verbleibt ein schmaler Spalt in der Breite der Dichtung zwischen den einzelnen Elektroden. Um keinen übermäßigen Druckaufbau ■.". durch eventuelle Gasbildung eintreten zu lassen, ist eine Entlastungsbohrung in der ersten bzw. letzten Elektrode angeordnet zwischen diesem Spalt und der nächsten Elektrolytkammer.

Beim Betrieb von Elektrolysezellen der genannten Art treten oft Störungen an der Stromzuführung auf. Das Stromführungselement wird heiß, ja teilweise so heiß, daß die Zelle abgeschaltet werden muG, obwohl der Querschnitt der Stromführungselemente für geringe Stromdichte dimensioniert war. Nach der Demontage einer solchen Zelle zeigt sich, daß Haarrisse im Stromführungselement zu hohen Stromdichten an einzelnen Stellen führen und damit unzulässige Erwärmungen auftreten. Es kommt zu Temperatursteigerungen bis zu 100° C und damit zum Kochen des Elektrolyten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Störungen an den Stromführungselementen zu vermeiden und Temperatursteigerungen zu unterbinden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen jeder Druckplatte und der benachbarten Elektrode ein Elektrolytfließraum ausgebildet ist, in den Zuflußeinrichtungen für Anolyt und Katholyt münden und daß die Elektrolytfließräume in Verbindung stehen mit den Zuflußkanälen in den Elektrodenrahmen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Zuflußeinrichtungen für Anolyt und Katholyt oberhalb der Stromführungselemente in die Elektrolytfließräu:ae angeordnet und die ZuflußkanäJe im unteren Teil der Elektrodenrahmen vorgesehen.

Durch die Erfindung läßt sich ein störungsfreier Betrieb in bezug auf die Stromführungselemente erzielen. Sollte trotzdem aus irgendwelchen Gründen ein Haarriß in den Stromzuführungselementen entstehen und es zu hoher Stromdichte kommen, wird ein unzulässiger Temperaturanstieg vermieden, da der den Elektrolytfließraum durchströmende Elektrolyt hinreichende Kühlwirkung hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die konstruktive Lösung der gestellten Aufgabe.

Eine Vielzahl von Elektroden 1, in diesem Fall Graphitelektroden, werden durch zwei Druckplatten 2 an beiden Seiten der Vielzahl der Elektroden filterpres· senartig zusammengedrückt. Die Elektroden 1 sind mittels Dichtringen 3 gegeneinander abgedichtet und schaffen so die Elektrolyträume 4 zwischen den Elektroden. In den Druckplatten 2 sind die Stromführungselemente 5 mit der Stromschiene fe eingebaut, und zwar derart, daß diese Stromführungselemente in die erste bzw. letzte Elektrode eingeschraubt und mittels einer Membrandichtung 7 frei beweglich in der Druckplatte abgedichtet sind. Die Druckplatte 2 weist eine Zufluß-Einrichtung 8 für den Elektrolyten auf und ist so ausgebildet, daß zwischen ihr und der benachbarten Elektrode ein Elektrolytfließraum 9 von effektiver Breite verbleibt. Zweckmäßigerweise wird die Zufluß-Einrichtung 8, z. B. ein Flansch-Anschluß, oberhalb des Stromzuführungselementes angebracht, damit der Elektrolyt von oben nach unten am Stromführungselement entlangfließt und bei evtl. Erhitzung dieses genügend kühlt. Über einen Kanal 10 im unteren Teil der Druckplatte fließt der frische Elektrolyt in die Verteilerkammern 11 der Elektroden. Das Stromabführungselement an der gegenüberliegenden Seite der Salzsäure-Elektrolysivelle weist im wesentlichen den gleichen Aufbau und Einbau auf und wird demzufolge ebenfalls gekühlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Salzsäure-Elektrolysezelle mit einer Vielzahl von vertikal angeordneten, bipolaren Elektroden in Elektrodenrahmen und mit zwischen den Elektroden angeordneten Diaphragmen zur Bildung von Anolyt- und Katholyträumen, wobei die filterpressenartig aufgebaute Elektrolysezelle stirnseitig mit je einer Druckplatte versehen ist, mindestens ein Stromführungselement die Druckplatte isoliert durchdringt und in der ersten bzw. letzten Elektrode befestigt ist, wobei die Elektrolysezelle Zufluß- und Abflu3einrichtungen für die Electrolyte und Produkte aufweist und Kanäle in den Elektrodenrahmsn mit den Zufluß- und Abflußeinrichtungen in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Druckplatte (2) und der benachbarten Elektrode (1) ein Elektrolytfließraurn (9) ausgebildet ist, in den Zuflußeinrichtungen (8) für Anolyt und Katholyt münden und daß die Elektrolytfließräume in Verbindung stehen mit den Venteilerkammern (11) in den Elektrodenrahmen (12).

2. Salzsäure-Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußeinrichtungen (8) für Anolyt und Katholyt oberhalb der Stromführungselemente (5) in die Elektrolytfließräu me (9) münden und die Verteilerkammern (11) im unteren Teil der Elektrodenrahmen (12) angeordnet sind.

3. Salzsäure-Elektrolysezellen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Elektrolytfließraum (9) Leiteinrichtungen für Anolyt und Katholyt angeordnet sind.

4. Salzsäure-Elektrolysezelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromführungselemente (5) mindestens im Bereich des Elektrolytfließraumes (9) Kühlrippen aufweisen.

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